十五年过去了,客观现实已经发生了巨大变化,完全不同于上一个世纪的情况。但是规范一直没有修订,已经远远滞后于当前的技术水平,也不适应当前的技术管理制度。这就是问题和矛盾产生的历史原因。
既然JGJ 102 、JGJ 133 规范是针对铝合金结构编制的,不完全适用于钢结构,那么在规范的新修订版本颁布之前,幕墙钢结构设计的基本依据就应该是现行国家标准《钢结构设计规范》 GB 50017-2003。
《钢结构设计规范》GB 50017 适用于主体钢结构和围护钢结构。幕墙钢结构是钢结构的一部分,是处于《钢结构设计规范》的适用范围。
GB 50017规范对普遍适用的钢结构焊接作出了详细明确的规定,幕墙钢结构是钢结构的一部分,当然可以采用焊接。
时代在发展,技术在进步。十五年前铝合金结构现场难以焊接的问题现在已经不再是不可解决的困难。新颁布的《铝合金结构设计规范》 GB 50429 对铝合金结构的焊接作出了明确的规定。现在,即使是铝合金型材也不是非要螺栓连接不可,也可以采用焊接了。
幕墙钢结构采用焊接已经有十多年历史
规范 JGJ 133 是在1996 年开始编制的,由于它是针对铝合金型材编制,所以没有涉及钢结构如何设计的问题。于是九十年代有一些工程不接受规范JGJ 133的约束,直接按照《钢结构设计规范》 JGJ 17-87的规定,设计和建造了钢结构支承的幕墙,而且是采用焊接。
1996~1998年间,笔者参与了广州的广东省厅、广东省交通大厦、广东省建设银行大厦幕墙工程,其石材幕墙部分均采用了焊接钢结构(图1)。至今已经十多年过去,中间还经历了多次强台风的考验,使用情况一直良好。
石材幕墙采用焊接钢结构支承
令人难忘的是发生在1998年的关于幕墙采用焊接钢结构的大辩论。四川成都地区在九十年代初期已经采用焊接钢结构建造了大批铝板和石材幕墙,1998年《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133 进入送审阶段,送审稿传到四川后,根据*5.6.6条关于应采用螺栓连接的规定,省里有关部门下令全部拆除钢横梁立柱焊接的已建幕墙,这引起成都市有关部门的激烈反对,双方展开了长时间的争论。钢横梁与钢立柱能不能焊接,现有大批幕墙要不要拆除成为针锋相对的焦点问题。后吵到了北京,会议上双方都拍了桌子。在从事钢结构的技术人员的劝和下,这批幕墙幸存了下来,静静地度过了整整十年。谁也没有想到,1998年双方都不服的“技术诉讼”,终于在十年后由2008年汶川大地震给出了判决。
幕墙钢结构采用焊接不仅符合《钢结构设计规范》的规定,而较重要的是,十多年的科学试验和工程经验都表明:幕墙钢结构不许采用焊接是毫无道理的。
实践是检验真理的标准。
十多年来,我国已建的采用焊接钢结构支承的铝板和石材幕墙,**因采用焊接钢结构而发生过安全事故;广州、深圳等地的这类工程甚至经历了多次12级到14级强台风的吹袭而完好无损。
十年来,国内进行过多次石材幕墙的振动台试验,仅笔者参与的实验就有五个。为了挑战极限,支承结构都采用了柔性的焊接钢结构 ,试验地震加速度大大**过设防烈度7、8度,达到相当于9度,甚至10度。幕墙试件的位移达到1/70~1/50。在这样的位移下,实际房屋的主体结构早已倒塌;而而幕墙试件的焊接钢结构和面板都保持完好。这些振动台试验结果表明:幕墙采用焊接钢结构完全可以满足抗震要求。
2008年5月12日发生了汶川大地震,成都地区的幕墙经历了**的大考验。1998年备受争议、但幸运地得以保存达十年之久的焊接钢结构幕墙,如同那些螺接钢结构幕墙一样,在7度区的成都、8度区的德阳、9度区的都江堰、绵阳都保持完好。震害调查表明:采用焊接钢结构的金属和石材幕墙具有优良的抗震性能。
我们可以列举大量例子幕墙采用焊接钢结构是安全的,但是谁又能举出例子,说明仅仅是因为支承钢结构采用了焊接就发生安全事故,哪怕举出一个工程也行!
经历了如此大范围、如此严酷的考验,在实践这个真理的标准面前,还有什么理由不许幕墙采用焊接钢结构呢?
为了尽可能减少焊接残余应力和变形的产生,在很大程度上,焊接前可以用预设反变形,预热等各种措施来当作预防措施;而且在焊接施工过程中又可以焊接顺序进行合理安排,比如在钢板对接时可以采用分段退焊的方法。
厚的焊缝可以采用分层焊的方法,工字形截面就按对角跳焊的方法等等,为了消除应力、矫正变形焊接好之后我们可以采用消氢处理或焊后热处理等方式。
幕墙工程钢横梁和钢立柱焊接工程实例
青岛大剧院,于2009年建成,有4万平方米的石材幕墙,其复杂多变的外形,繁多的装饰线脚和造型,钢骨架全部采用焊接。
广州新白云机场,于2008年建成,整个候机楼的点支玻璃幕墙由方钢管梁柱支承,不仅仅是梁柱本身采用焊接,幕墙的整个骨架直接焊在主结构上。
北京首都机场航站楼,2007年建成,玻璃幕墙板块尺寸长3 6m宽I 8m.跨度为108m的钢铝组合粱支承。钢梁通过焊接牛腿连接到幕墙的竖向钢桁架。同样的还有宁夏银川机场候机楼的玻璃幕墙由方钢管横梁和立柱组成的焊接结构支承。
不仅大型公共建筑,还有许多高层建筑的幕墙也同样采用了焊接钢结构。天津地铁大厦洞石幕墙高达175m,采用了焊接钢骨架。中国建筑科学研究院办公楼的观光电梯高90m,方钢管通到**,不分段;梁柱全部采用焊接;主体结构也采用焊接,而且整个结构都没有一个螺栓。
上海世博会的世博轴,有6个玻璃的阳光谷,高度415m、直径90m~97m的大喇叭花,玻璃幕墙和采光**总面积加起来达31500平方米。采用的是全焊接方钢管单层网壳结构。
在2009年10月20日发生在xx高铁XX特大桥连续梁边跨支架坍塌事故,就是因为有严重焊接质量问题的下碗扣与上立柱焊点断开造成单根立柱失稳,单根立柱突然失稳致使横梁破坏,预压土包坠落冲击相邻立杆发生联络失稳,从而造成支架竖向坍塌。这个支架方案经过层层把关是没问题的,但在现场对支架检查和验收不到位,致使事故发生。
(3)多发事故的基本特点
1)在相应领域长期存在引发事故的环境、条件、因素和大量隐患;
2)同类事故不断发生;
3)相同或相近原因事故反复发生。
四、引发模板支架坍塌事故的技术原因和技术责任
单从技术角度来讲:脚手架结构模板支架坍塌破坏之所以会发生,不外出现了以下两种情况,或者二者兼而有之:一是架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用**过了其实际具有的承载能力,特别是稳定承载能力;二是架体由于受到了不应有的荷载作用(侧力、扯拉、扭转、冲砸等),或者架体发生了不应有的设置与工作状态变化(倾斜、滑移和不均衡沉降等),招致发生非原设计受力状态的破坏。
引发模板支架坍塌的直接起因
方面——支架因设计和施工缺陷,不具有确保安全的承载能力。
第二方面——支架因设计或施工原因,使其承载能力没有多大富裕。
第三方面——支架因采用的构架尺寸较大、未设水平剪刀撑加强层及竖向斜杆(剪刀撑)设置不够等,造成构架的整体刚度不足。
佛山市央泽钢铁有限公司是集产、仓库、加工、配送为一体的钢材销售公司。专业供应:镀锌角钢、镀锌槽钢、镀锌圆钢、镀锌扁钢、镀锌光伏支架。 公司分为四个事业部: **:型材事业部主营:槽钢.角钢.H型钢.工字钢.C型钢.Z型钢 *二:钢管事业部主营:方管.圆管.镀锌方管.镀锌圆管.无缝钢管.螺旋管.球墨铸铁管 *三:钢板是业主主营:开平板.花纹板.中厚板.船板.镀锌板 *四:钢材加工事业部主要从事钢板裁剪、切、钻孔、折弯、焊接加工。 公司位于广东省佛山市顺德区乐从镇钢铁世界F3区4号整栋 "精诚合作、携手共赢"是公司的经营宗旨、严把质量关、提供完善的售后服务、欢迎新老客户前来考察洽谈。